CÁC SÓNG ĐIỀU HÒA
Nếu một điểm nào đó của một vật đàn hồi thực hiện những dao động điều hoà, tức là độ dịch chuyển của nó khỏi vị trí cân bằng, phụ thuộc vào thời gian được mô tả bởi hàm trong đó là tần số vòng, T là chu kỳ dao động.
Những sự dịch chuyển này sẽ truyền từ điểm này tới điểm khác, và trong vật sẽ xuất hiện sóng đàn hồi. Điểm nằm trên khoảng cách đối với điểm xuất phát sẽ bắt đầu dịch chuyển theo cùng một quy luật nhưng phải sau khoảng thời gian đủ để sóng vượt được quãng đường x. Nếu sóng truyền với vận tốc không đổi v, thì khoảng thời gian đó là x/v. Độ dịch chuyển của điểm trên khoảng cách x tại thời điểm t chính là bằng độ dịch chuyển của điểm ban đầu tại thời điểm t - x/v. Vậy sự chuyển động của điểm thứ hai đã phụ thuộc vào hai biến số là t và x:
Máy Chebotaryov để trình bày các sóng điều hòa:a) vị trí xuất phát; b) sóng điều hòa
Ta đã thu được công thức sóng điều hòa. Đối số của sin trong công thức này được gọi là pha toàn phần của sóng:
Tích vT là khoảng cách mà sóng vượt được trong khoảng thời gian một chu kỳ dao động. Nó được gọi là bước sóng Nếu các điểm nằm cách nhau một đoạn bằng thì độ dịch chuyển của chúng khỏi vị trí cân bằng sẽ bằng nhau. Nếu đưa vào ký hiệu thì có thể viết công thức sóng như sau:
Khi sóng truyền dọc theo dây thì ngoài thời gian, pha còn phụ thuộc vào một biến x nữa, còn trong môi trường liên tục thì pha phụ thuộc vào hai hay cả ba biến không gian. Các mặt mà ở đó pha toàn phần của sóng không đổi ( = const) được gọi là các mặt sóng. Trong trường hợp đơn giản nhất chúng là những mặt phẳng vuông góc với hướng sóng truyền và dịch chuyển theo hướng đó với vận tốc đó là vận tốc pha của sóng. Đối với các sóng điều hòa nó trùng với vận tốc truyền sóng.
